Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Dr. Molnárné Hamvas Lívia Faiparban alkalmazott polimerek Kolloid rendszerek.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Dr. Molnárné Hamvas Lívia Faiparban alkalmazott polimerek Kolloid rendszerek."— Előadás másolata:

1 dr. Molnárné Hamvas Lívia Faiparban alkalmazott polimerek Kolloid rendszerek

2 dr. Molnárné Hamvas Lívia Előző témakör Szerkezeti és technológiai polimerek  Csoportosítás  Átlagos moláris tömeg  Halmazállapot – fázisállapot – fizikai állapot

3 dr. Molnárné Hamvas Lívia Kolloid rendszerek Zsigmondy-féle ultramikroszkóp Richard Adolf Zsigmondy Tyndall-jelenség John Tyndall

4 dr. Molnárné Hamvas Lívia Diszperz rendszerek Többkomponensű - valamilyen folytonos közeg, és a benne eloszlatott részecskék alkotta rendszer Az eloszlatott részecskék mérete alapján: homogén rendszerheterogén rendszer kolloid rendszer

5 dr. Molnárné Hamvas Lívia Diszperz rendszerek Homogén rendszerek – valódi oldatok  a részecske méret 1 nm-nél kisebb; a részecskék sem szabad szemmel, sem mikroszkóppal nem észlelhetők Kolloid oldatok és kolloid rendszerek  nm méretű eloszlatott részecskéket tartalmaz; sem szabad szemmel, sem fénymikroszkóppal nem különböztethetők meg az oldott részecskék Heterogén rendszerek – mikro- és makroheterogén  a részecskeméret 500 nm-nél nagyobb; szabad szemmel, vagy mikroszkóppal jól látható

6 dr. Molnárné Hamvas Lívia Kolloid rendszerek

7 dr. Molnárné Hamvas Lívia Kolloid rendszerek Diszperzitásfok – a szétoszlatottság mértéke Fajlagos felület: egységnyi térfogatú vagy tömegű anyag felülete – kolloid mérettartományban jelentős 1 db 1 cm élhosszúságú kocka 6 cm 2 /cm 3 ezt 1 mm-esre darabolva 60 cm 2 /cm 3 1  m élhosszúság esetén 6 m 2 /cm 3 1 nm élhosszúságúra darabolva 6000 m 2 /cm 3 1‰1‰ 1%1% 10% a felületen lévő molekulák száma nem elhanyagolható

8 dr. Molnárné Hamvas Lívia Kolloid rendszerek Az eloszlatott részecskék típusa szerint  diszperziós kolloidok - valamely folytonos közegben gáz, folyadék és szilárd mikrofázisok, felülettel határolt részecskék találhatók  makromolekuláris kolloidok - a folyadékban „oldott” részecskék mérete eleve a kolloid mérettartományban – polimerek oldatai  asszociációs kolloidok - az oldott amfipatikus molekulák micellákká csoportosulnak – detergensek, emulgeáló- szerek oldatai

9 dr. Molnárné Hamvas Lívia Kolloid rendszerek Az eloszlatott részecskék között ható erő szerint a kolloid rendszer: inkoherens - a részecskék egymástól függetlenek - a közeg folyékony jellege a mérvadó (aero- és lioszolok, kolloid oldatok) koherens - összefüggő szilárd váz - a közeg miatt (xeroszolok) vagy a részecskék kapcsolódása (gélek) révén

10 dr. Molnárné Hamvas Lívia A filmképzésre alkalmas ragasztó és bevonó anyagok folyékony közegű rendszerei az eloszlatott anyag és a diszpergáló fázis típusa szerint valódi oldatok – kolofónium alkoholos oldata, száradó olajok – nincs filmképzés kolloid rendszerek  makromolekuláris oldatok – műgyanta alapú lakkok oldatai  emulziók – latex,  szuszpenziók – műgyanta alapú, pigment tartalmú zománcok – finom eloszlás: diszperzió mikroheterogén rendszerek  szuszpenziók – pigment-szemcséket tartalmazó vizes és olajfestékek

11 dr. Molnárné Hamvas Lívia Makromolekuláris kolloidok Folyadékban oldott (szolvatált) kolloid méretű makro- molekulákat tartalmazó inkoherens kolloid rendszer - lioszol  polimerek oldata - ragasztók, lakkok – amikor az oldószer- ben molekuláris méretben történik a diszpergálás

12 dr. Molnárné Hamvas Lívia Makromolekuláris kolloidok A diszpergálás – oldás folyamata  a polimer molekulák közötti másodlagos kémiai kötések felbomlanak  a lánc-makromolekula oldására alkalmas oldószerben a polimer duzzad, az oldószer molekulák a láncok közé diffundálnak  a térhálós polimer esetén az elsődleges kötések nem módosulnak – nem képez oldatot, duzzadt állapotban marad

13 dr. Molnárné Hamvas Lívia Makromolekuláris kolloidok A diszpergálás – oldás folyamata  oldószer: duzzasztás, diszpergálás, ballaszt aktív oldószerhígítószer

14 dr. Molnárné Hamvas Lívia Ragasztók és lakkok, mint kolloid rendszerek A diszpergálás – oldás folyamata  szilárd polimer  duzzadt gél oldat  a szolvatált molekulák az oldószerben szabadon mozognak gél szol diszperziós kolloid

15 dr. Molnárné Hamvas Lívia Diszperziós kolloidok Az eloszlatott kisméretű részecskék mikrofázisokat alkotnak a folytonos közegben Típusai aeroszollioszol xeroszol inkoherenskoherens

16 dr. Molnárné Hamvas Lívia Diszperziós kolloidok Lioszolok:  emulzió - folyadékban eloszlatott folyadékcseppek - olaj a vízben (o/v), víz az olajban (v/o)  szuszpenzió - folyadékban eloszlatott szilárd anyag (nem makromolekula és nem detergens) molekuláris méretű részecskék kondenzálódásával

17 dr. Molnárné Hamvas Lívia Ragasztók és lakkok, mint kolloid rendszerek Lioszolok  a finom eloszlású szuszpenziókat, amikor az eloszlatott anyag polimer – diszperziónak nevezik

18 dr. Molnárné Hamvas Lívia Ragasztók és lakkok, mint kolloid rendszerek Diszperzió előállítása vizes közegben nem diszper- gálással, hanem emulziós polimerizációval  monomer + emulgeáló-szer + védőkolloid  polimerizáció folyamata: az emulgeálószer alkotta micellákban, iniciátor hatására  emulziós polimerek megnevezést is használják

19 dr. Molnárné Hamvas Lívia Diszperziós kolloidok Xeroszolok:  szilárd hab - szilárd anyagban eloszlatott gáz – megszilárdult poliuretán hab, szivacs  a polimer képződése révén jön létre a szilárd váz

20 dr. Molnárné Hamvas Lívia Kolloidok reverzibilis átalakulásai lioszolokban a koncentráció növelésével vagy hűtés hatására a részecskék közötti kölcsönhatás erősebb lesz, szilárd vázat képeznek – koherens kolloid rendszer – liogél alakul ki szol - gél átalakulás  makromolekuláris oldatoknál  diszperziós kolloidoknál

21 dr. Molnárné Hamvas Lívia Kolloidok irreverzibilis átalakulásai Oldószer eltávozása a szuszpenziókból és a makro- molekuláris oldatokból - koherens rendszer - xerogél alakul ki  ragasztók, lakkok fizikai száradása  gyakran nem egyszerű elpárolgása az oldószernek, hanem további kémiai reakciók játszódnak le Utólagos polimerizáció  szilárd PUR-hab létrejötte

22 dr. Molnárné Hamvas Lívia Kolloid rendszerek reológiája Reológia: a testek deformációjának vizsgálata – plasztikus, viszkózus, elasztikus – folyási tulajdonságok Viszkozitás: anizotróp erő okozta áramlás következtében fellépő ellenállás Két folyadékréteg egymáshoz képest különböző sebességgel mozog, a köztük ható erő:

23 dr. Molnárné Hamvas Lívia Kolloid rendszerek reológiája Nyírófeszültség: a felületegységre ható erő (Pa) Sebesség-gradiens: a rétegek sebesség és távolság- különbségének hányadosa (1/s) Viszkozitás, konzisztencia (Pa  s)

24 dr. Molnárné Hamvas Lívia Kolloid rendszerek reológiája Relatív viszkozitás: oldószerre vonatkoztatott Specifikus viszkozitás: különbség Redukált viszkozitás: koncentrációra vonatkozatott Határviszkozitás: zérus koncentrációra extrapolált  red – a viszkozitás szerinti M-átlag

25 dr. Molnárné Hamvas Lívia Kolloid rendszerek reológiája

26 dr. Molnárné Hamvas Lívia Kolloid rendszerek reológiája Viszkozitás mérési módszerek

27 dr. Molnárné Hamvas Lívia Kolloid rendszerek reológiája A ragasztó- és bevonó-anyagok folyási tulajdonságait befolyásoló tényezők:  a folyékony fázis viszkozitása  a diszpergált fázis koncentrációja  a diszpergált részecskék nagysága, méret szerinti eloszlása  nyírás hatására a molekulák rendeződése

28 dr. Molnárné Hamvas Lívia Kolloid rendszerek reológiája A viszkozitás változása - ismerete alapvető a helyes technológiai megoldásokhoz  alkalmazott nyírófeszültség

29 dr. Molnárné Hamvas Lívia Kolloid rendszerek reológiája Folyásgörbék: a kolloid rendszerek nyírófeszültsége nem lineárisan változik a sebesség-gradienssel

30 dr. Molnárné Hamvas Lívia Kolloid rendszerek reológiája Tixotópia: liogélek mechanikai hatásra – rázásra, keverésre – elfolyósodnak, majd a behatás megszűnte után ismét megszilárdulnak  izoterm, reverzibilis szol-gél átalakulás A folyásgörbe két szakaszból áll  a hiszterézishurok területének nagysága ~ a szerkezet összetöréséhez szükséges munka  Az erősen tixotróp ragasztó- és bevonó-anyagok terülése rossz  Nem tixotróp anyag pedig megfolyik a felületen

31 dr. Molnárné Hamvas Lívia Kolloid rendszerek reológiája A viszkozitás változása - ismerete alapvető a helyes technológiai megoldásokhoz  alkalmazott nyírófeszültség  a felhasználás, vizsgálat hőmérséklete lg   1/T

32 dr. Molnárné Hamvas Lívia Kolloid rendszerek reológiája A viszkozitás változása - ismerete alapvető a helyes technológiai megoldásokhoz  alkalmazott nyírófeszültség  a felhasználás, vizsgálat hőmérséklete  a diszpergált anyag koncentrációja

33 dr. Molnárné Hamvas Lívia Kolloid rendszerek reológiája Ragasztó felvitele – viszkozitás beállítása  szórás mPas; görgős henger néhány ezer; kenés mPas  alacsony viszkozitás esetén a ragasztó a rostok közé folyik, nem tud kötni  a viszkozitás és az alkalmazott présnyomás is függenek

34 dr. Molnárné Hamvas Lívia Kolloid rendszerek reológiája PVAc – molekulaláncok között csak gyenge Van der Waals kölcsönhatás  pszeudoplasztikus és tixotróp  fordulatszám - viszkozitás  lágyító adalékanyag hatása

35 dr. Molnárné Hamvas Lívia A felületi kölcsönhatásokról Adhézió: különböző, homogén testek közötti összetartó erő  ragasztóanyag – faanyag; bevonat – faanyag Kohézió: homogén anyag molekulái, részecskéi közötti összetartó erő  elsőrendű kémiai kötések  másodlagos kölcsönhatások

36 dr. Molnárné Hamvas Lívia A felületi kölcsönhatásokról Adszorpció: felületen történő megkötődés Abszorpció: valamilyen anyag belsejében történő megkötődés, elnyelődés, diffúzió

37 dr. Molnárné Hamvas Lívia Fajlagos felület: egységnyi térfogatú vagy tömegű anyag felülete – kolloid mérettartományban jelentős 1 db 1 cm élhosszúságú kocka 6 cm 2 /cm 3 ezt 1 mm-esre darabolva 60 cm 2 /cm 3 1  m élhosszúság esetén 6 m 2 /cm 3 1 nm élhosszúságúra darabolva 6000 m 2 /cm 3 1‰1‰ 1%1% 10% a felületen lévő molekulák száma nem elhanyagolható Kolloid rendszerek határfelületi tulajdonságai

38 dr. Molnárné Hamvas Lívia Kolloid rendszerek határfelületi tulajdonságai Határrétegben a részecskékre ható erő különbözik a fázis belsejében ható erőktől A gáz - folyadék határfelületen lévő molekulák a kohéziós erő miatt a folyadék felület csökkentésére hatnak felületi feszültség: 1 m 2 új felület létrehozásához szükséges munka  a molekulákra anizotróp erőtér hat Eötvös törvény:  ·V 2/3 = k E (T kr - T)

39 dr. Molnárné Hamvas Lívia Kolloid rendszerek határfelületi tulajdonságai Folyadék - szilárd határfelületeken – a felületi feszültségek függvényében a folyadék szétterülése A nedvesedés mértéke – a kohéziós és az adhéziós erők nagyságának viszonyától függ

40 dr. Molnárné Hamvas Lívia Kolloid rendszerek határfelületi tulajdonságai ragasztó vagy lakk-csepp fa- felület folyadék- csepp  sv  lv  sl   nedvesítés és spontán szétterülés nedvesítés, de nincs szétterülés, beszivárgás lehetséges nincs nedvesítés, csak erőhatásra van beszivárgás

41 dr. Molnárné Hamvas Lívia Kolloid rendszerek határfelületi tulajdonságai az oldószer elpárolgása, beszivárgása hatással van a molekuláris szintű kölcsönhatások kialakulásának lehetőségére

42 dr. Molnárné Hamvas Lívia felvitel nedvesítés beszivárgás A ragasztó kötés kialakulásának lépései ragasztó csepp fa- felüle t Szétoszlatás – felvitel és szétterülés a felületen Nedvesítés – a ragasztóanyag molekulák adszorpciója a felületi rétegen – Van der Waals kölcsönhatások Beszivárgás – a ragasztóanyag molekulák abszorp- ciója a felületi rétegben – diffúzió

43 dr. Molnárné Hamvas Lívia nedvesítés és adszorpció beszivárgás a felszíni rétegbe kötés kialakulása A ragasztó kötés kialakulásának lépései Áthelyeződés – felületek közötti hézag kitöltése Nedvesítés – Beszivárgás Megkötődés – a ragasztóanyag molekulák rögzülése állapotuk vagy összetételük megváltozása miatt – a molekulák mozgása gátolt

44 dr. Molnárné Hamvas Lívia Következő témakör A határfelületi jelenségek hatása a ragasztásra A nedvesedést, beszivárgást befolyásoló tényezők  a felület előkészítése, valamint ragasztó-felvevő képessége  a nedvesítéshez elegendő anyag felvitele  a lakk vagy ragasztó kémiai sajátsága  az optimális cseppméret alkalmazása


Letölteni ppt "Dr. Molnárné Hamvas Lívia Faiparban alkalmazott polimerek Kolloid rendszerek."

Hasonló előadás


Google Hirdetések